Полистиролбетон представляет собой разновидность легких (композитных) бетонов, руководством по техническим условиям эксплуатации является ГОСТ 51263-99. К преимуществам этого материала относят хорошие теплоизоляционные свойства, малую нагрузку на стены и фундамент, возрастание прочностных характеристик в процессе эксплуатации и возможность производства непосредственно на строительной площадке. Последнее позволяет самостоятельно создавать конструкции с любыми требуемыми габаритами.
Полистиролбетон выделяется из остальной группы легких бетонов. Как и у них, его плотность не превышает 1800 кг/м3, но он прочнее из-за значительной адгезии цемента и поверхности гранул полистирола. Тяжелые и крупные фракции щебня в таком бетоне отсутствуют, изготавливаемые из него блоки легко поднять самому, что очень актуально при строительстве частного дома. В зависимости от плотности, теплопроводность полистиролбетона в сухом состоянии варьируется в пределах 0,055–0,145 Вт/(м∙°C), паропроницаемость — от 0,135 до 0,068 мг/(м∙ч∙Па). Различают плотную, поризованную и крупнопоризованную структуру такого бетона, своими руками проще сделать первую разновидность (не требуются специальные бетоносмесители).
Морозостойкость уступает у тяжелых сортов (от 20 до 100 циклов), по этой причине блоки с добавлениями полистирола при равной прочности менее долговечны. У автоклавных марок этот показатель больше, приготовленный полистиролбетон в домашних условиях редко бывает выше F25. Но материал выигрывает в легкости и теплоизоляционных свойствах, он не подвержен влиянию УФ-лучей, биологическим воздействиям, обладает существенной адгезией и сохраняет свою малую теплопроводность при намокании. Устойчивость теплофизических параметров объясняется низкой сорбционной влажностью (4–8 %). Но в целом, полистиролбетон нуждается в защите от влаги, как из-за морозостойкости, так из-за угрозы вымывания частиц под атмосферными осадками.
Для приготовления бетона используется цемент, вспененный полистирол, поверхностно активные добавки и вода. В зависимости от ожидаемой плотности, рекомендуемые пропорции на 1 м3 теплоизоляционного наполнителя составляют:
Нетрудно заметить, что соотношение В/Ц не превышает 0,5, чем больше требуемая плотность, тем существеннее доля вяжущего. Пропорции цемента регулируют марку прочности и теплоизоляционные свойства. Основная проблема заключается в необходимости его равномерного распределения и взаимодействия со всеми гранулами полистирола, поэтому ввод ПАД является обязательным, в отличие от других видов бетона. В целях экономии и уплотнения допускается добавление песка, но не более 15 % от общей массы цемента.
В роли легкого теплоизоляционного заполнителя выступает вспененный полистирол (гранулированный или полученный путем домашнего дробления). Размер фракций ограничен, согласно руководству 51263-99 он не должен превышать 20 мм (желательно придерживаться 2–4 мм). Оптимальными по форме считаются кубические гранулы, полистиролбетон на их основе будет самым прочным. В некоторых случаях в качестве заполнителя используются кусочки экструдированного пенополистирола, но такой бетон не соответствует строительным стандартам, его свойства еще не исследованы.
Обязательным условием технологии является введение в состав ПАД, именно они отвечают за обволакивание гранул цементным раствором. В промышленных масштабах часто применяются СДО (смола древесная обмыленная), в частном строительстве — моющие средства или пластификаторы. Ориентировочные пропорции ПАД — 2 % от массы цемента, чем меньше доля вяжущего, тем больше требуется добавок. Перед вводом их в бетон следует ознакомиться с инструкцией, некоторые пластификаторы разбавляются заранее, другие достаточно просто залить в бетономешалку одновременно с водой.
Важно соблюдать правильную последовательность подготовки компонентов, засыпки и перемешивания. Основные этапы пошаговой инструкции для приготовления полистиролбетона своими силами включают:
- Подготовку компонентов и оборудования: емкости для ручного замеса или бетономешалки.
- Разбавление в воде добавок (жидкого мыла, пластификаторов).
- Засыпку вспененного полистирольного наполнителя, частичное смачивание, потом — заливку всей жидкости и перемешивание.
- Добавление цемента, согласно выбранным пропорциям.
- Перемешивание всех компонентов.
- Заливку полистиролбетона в смазанную автомобильным маслом опалубку или в качестве стяжки.
Весь процесс приготовления бетона в бетономешалке занимает не более 5 минут, при ручном замесе полистирол, вода и цемент вводятся одновременно и перемешиваются лопатой (важно оставить пространство для всплывающего легкого наполнителя). Раствор отгребается с краев и закидывается в центр емкости. Если полистиролбетон используется для изготовления блоков для дома или построек, то его 2–3 дня держат в опалубке и только через 2 недели после заливки приступают к кладке. Размер изделий не ограничен, но существует риск повреждения крупных заготовок при вынимании из формы. Для соединения полистирольных блоков покупается специальный клей, цементный раствор подходит хуже из-за образования мостиков холода, толщину швов лучше сделать минимальной.
Советы и рекомендации
Положительный эффект при замесе в домашних условиях достигается лишь при максимальной однородности смеси и качественном полистироле. Поэтому в раствор желательно вводить сертифицированный наполнитель, только так полистиролбетон будет многофункциональным. В противном случае возможно снижение полезных свойств: влаго- и морозостойкости, прочности. При использовании материала для наружных теплоизоляционных работ обязательно предусматривается защита (покрытие толстым пластом штукатурки, термокраской). Для улучшения характеристик конструкций из этого бетона, рекомендуется:
- Применять свежее вяжущее, при сомнении в качестве следует увеличить его расход.
Выбирать состав и соотношения компонентов в зависимости от назначения полистиролбетона. Рекомендуемая плотность раствора: для несущих стен дома — не ниже D500, для перегородок и легких конструкций — D300–D400, для теплоизоляции перекрытий и чердачных помещений — в пределах D200–D300.
Армировать кладку (каждый третий ряд).
Сделать 1–2 пробных изделия перед началом основных работ и проверить их прочность. Качественный полистиролбетон не крошится (даже при распиле или обработке), выдерживает до 90 минут нагрева до высоких температур и весовые нагрузки, в зависимости от марки (не деформируется).
При ведении работ в зимнее время оставлять блок в опалубке как минимум на неделю. При этом используемое соотношение В/Ц должно быть минимальным.
